CN105391168A - 变压器负荷实时控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器负荷实时控制方法，通过采集变压器二次侧用电数据和采集线路温度和变压器顶油温度，环境监测装置检测环境的温度、湿度和风速，并通过热路模型计算出变压器绕组、热点、线油的温差，并生成二维图，本发明综合变压器运行状态、负荷、环境等多种因素，研究和完善变压器负荷实时控制技术，预警变压器缺陷，并综合考量变压器负荷提高能力和持续时间，实现变压器负荷运行的精细化和智能化管理目标的变压器负荷实时控制方法。

Description

变压器负荷实时控制方法

技术领域：

本发明涉及一种控制系统，特别是涉及一种变压器负荷实时控制方法。

背景技术：

随着国内经济的不断发展，居民用电和企业用电与日剧增，为了解决供需矛盾，变电与输电已做了大量的设备升级工作。而近几年来,相对配网生产运营不断增大的压力，配网自动化运行监控管理相对滞后，具体表现在：管理手段仍然粗放；运行维护点多面广、人力物力不足；缺乏必要的安全技术装备的保障，故障无信息或延迟反馈等诸多不利因素，造成配网尤其配变故障高发、频发，设备和设施频繁损坏，事故处理难度大、周期长、受故障影响的客户量多且影响面广。配网存在的问题，直接影响了供电企业的形象，影响了供用户之间的和谐关系，产生不可忽视的经济损失和负面的社会影响。如2012年全年国家电网整个系统约有2~3万台配电变压器因负荷骤增发生故障烧毁。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种综合变压器运行状态、负荷、环境等多种因素，研究和完善变压器负荷实时控制技术，预警变压器缺陷，并综合考量变压器负荷提高能力和持续时间，实现变压器负荷运行的精细化和智能化管理目标的变压器负荷实时控制方法。

本发明的技术方案是：一种变压器负荷实时控制方法，步骤是：

a、电压检测装置和电流检测装置采集变压器二次侧用电数据；

b、温度采集传模块采集线路温度和变压器顶油温度，环境监测装置检测环境的温度、湿度和风速；

c、控制器根据步骤A和步骤B检测到的数据计算出平均油温，平均油温与人工输入的升温时间数据得到热阻，通过人工输入变压器的油重和器件重参数得出热容；

d、控制器通过得到的热阻和热容并结合检测出的变压器二次侧用电数据得出热路模型，通过热路模型中的变压器核心计算算法计算出变压器绕组、热点、线油的温差；

e、控制器把计算出的变压器绕组、热点、线油的温差通过无线加密传送到控制中心，控制中心对接收到的数据进行处理后，生成二维图并在显示器上显示出来，并实时计算出变压器过负荷30分钟的预测和变压器1.5和1.3倍负载的安全时间预测。

所述环境监测装置包括温度传感器、湿度传感器和风速检测装置，所述电压检测装置、电流检测装置和环境监测装置均与控制器连接，所述控制器与无线收发装置连接，所述无线收发装置与通知中心和短信平台连接。

本发明的有益效果是：

1、本发明综合变压器运行状态、负荷、环境等多种因素，研究和完善变压器负荷实时控制技术，预警变压器缺陷，并综合考量变压器负荷提高能力和持续时间，实现变压器负荷运行的精细化和智能化管理目标。

2、本发明可以在确保变压器使用寿命和运行安全的前提下，允许变压器正常情况下长期高于50%额定负荷运行，当变压器发生“N-1”故障时，实时给出变压器在当前环境和负荷情况下的过负荷安全运行时间，为调度部门科学调度提供决策依据，从而实现提高变压器运行容量的目标。

3、本发明在运行环境温度较低和变压器负荷较低的情况下，可以根据变压器实时运行负荷、变压器周边环境等参数，控制变压器安全运行热点温度，实现变压器冷却系统自动投切，从而达到节能目标。

4、本发明考虑了环境因素对变压器的散热影响，以提高计算的准确性；同时还实现变压器负荷动态增容，以提高变压器安全运行负荷。

5、本发明开发了变压器热路计算模型，研究基于多变量、非线性、全过程、不确定性模糊证据推理的变压器健康状态；提出变压器不同外部环境、不同负荷下的温升极限估算模型；根据对顶油温度等数据的监测，研究相应的温升阀值，实现高温预警功能。

附图说明：

图1为变压器负荷实时控制方法的结构示意图。

图2为热路模型框图。

图3为变压器核心计算算法的计算过程框图。

图4为本申请模型计算的热点温度走势图。

图5为利用导则计算的热点温度走势图。

具体实施方式：

实施例：参见图1、图2和图3。

变压器负荷实时控制方法，步骤是：

a、电压检测装置和电流检测装置采集变压器二次侧用电数据；

b、温度采集传模块采集线路温度和变压器顶油温度，环境监测装置检测环境的温度、湿度和风速；

c、控制器根据步骤A和步骤B检测到的数据计算出平均油温，平均油温与人工输入的升温时间数据得到热阻，通过人工输入变压器的油重和器件重参数得出热容；

d、控制器通过得到的热阻和热容并结合检测出的变压器二次侧用电数据得出热路模型，通过热路模型中的变压器核心计算算法计算出变压器绕组、热点、线油的温差；

e、控制器把计算出的变压器绕组、热点、线油的温差通过无线加密传送到控制中心，控制中心对接收到的数据进行处理后，生成二维图并在显示器上显示出来，并实时计算出变压器过负荷30分钟的预测和变压器1.5和1.3倍负载的安全时间预测。

环境监测装置包括温度传感器、湿度传感器和风速检测装置，电压检测装置、电流检测装置和环境监测装置均与控制器连接，控制器与无线收发装置连接，无线收发装置与通知中心和短信平台连接。

算法模型与变压器负载计算导则所计算热点温度的对比；变压器负载计算导则中关于热点温度提供了两种计算方法，分别是指数方程法和微分方程法，依照西门子变压器厂提供的一台240MVA/220kV电力变压器的结构数据，将使用本模型计算的热点温度和利用导则提供的两种算法计算的热点温度进行对比，图4和图5中横轴是变压器运行的时间，纵轴是三种计算方法计算出来的热点温度值，图4的负载系数K=1，图5的负载系数K=1.5。

其中；（1）、当负载系数为1时，三种方法计算出的稳态热点温度大致相同，但时间常数各不相同，热路模型温度上升更加缓慢；（2）、当负载系数增大变为1.5时，热路模型计算出的热点温度则较导则提供的两种算法低很多，这是由于导则提供的算法相对来说并不是非常精确，而热路模型考虑了油粘度随温度变化等情况；（3）、当负载值大于额定时，考虑油粘度时所计算出的温度值低于不考虑油粘度影响的温度值，所以本模型计算出来的温度会比导则计算的低一些，对于时间常数有类似的道理。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种变压器负荷实时控制方法，步骤是：

a、电压检测装置和电流检测装置采集变压器二次侧用电数据；

b、温度采集传模块采集线路温度和变压器顶油温度，环境监测装置检测环境的温度、湿度和风速；

c、控制器根据步骤A和步骤B检测到的数据计算出平均油温，平均油温与人工输入的升温时间数据得到热阻，通过人工输入变压器的油重和器件重参数得出热容；

d、控制器通过得到的热阻和热容并结合检测出的变压器二次侧用电数据得出热路模型，通过热路模型中的变压器核心计算算法计算出变压器绕组、热点、线油的温差；

e、控制器把计算出的变压器绕组、热点、线油的温差通过无线加密传送到控制中心，控制中心对接收到的数据进行处理后，生成二维图并在显示器上显示出来，并实时计算出变压器过负荷30分钟的预测和变压器1.5和1.3倍负载的安全时间预测。

2.根据权利要求1所述的变压器负荷实时控制方法，其特征是：所述环境监测装置包括温度传感器、湿度传感器和风速检测装置，所述电压检测装置、电流检测装置和环境监测装置均与控制器连接，所述控制器与无线收发装置连接，所述无线收发装置与通知中心和短信平台连接。